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Conjunto de números primos$p$ que$x^4-x^3-2x^2-2x-1$ factores completamente en el campo de orden finito$p$

Es conocido que el conjunto de los números primos $p$ que el polinomio cuadrático $x^2+ax+b$ factores en los lineales de los factores de $\pmod p$ (o más de campo finito de orden $p$, $GF(p)$) es un conjunto modular de congruencias. Por ejemplo, el conjunto de los números primos $p$ $x^2+2x-1$ completamente factores sobre los $GF(p)$ son de la forma $8y+1$ o $8y+7$.

También es conocido por cualquier polinomio cúbico $x^3+ax^2+bx+c$, el conjunto de los números primos $p$ que $x^3+ax^2+bx+c$ factores en los lineales de los factores de $\pmod p$ satisfacer un conjunto de modular congruencias, o puede ser escrita en forma cuadrática $p=y^2+az^2$ para algunos entero $a$. Por ejemplo, el conjunto de los números primos $p$ que $x^3-x-1$ completamente factores sobre los $GF(p)$ son de la forma $p=y^2+23z^2$.

Deje $P = x^4-x^3-2x^2-2x-1$. Entonces, ¿cuál es el conjunto de números primos $p$ tal que $P$ completamente factores en los lineales de los factores de $\pmod p$ o $GF(p)$? Se sabe que este conjunto $S$ es un conjunto modular (forma lineal), una forma cuadrática, o de forma cúbica. Gracias por la ayuda.

9voto

Stephan Aßmus Puntos 16

añadido. Precaución: no hay una sola forma cuadrática que representa los números primos que quiere, que es de dos formas cuadráticas. (Lunes) en efecto, podemos tomar dos formas de ser $$ x^2 + 95 y^2 \; , \; \; \; 5 x^2 + 19 y^2 \; , $$ ya que estos representan el mismo impar de números como $x^2 + xy + 24 y^2$ $5 x^2 + 5 xy + 6 y^2;$ para cualquiera de estas últimas formas de ser impar, tenemos $x(x+y)$ impar, por lo tanto, $x$ debe ser impar y $y$ debe ser, incluso, que conduce a $y=2t$ y formularios de $(x+t)^2 + 95 t^2$ $5(x+t)^2 + 19 t^2 \; .$

ORIGINAL:Bastante sorprendido de cómo funcionaba todo esto. Hay un artículo 1973 por Estes y el Velo que demuestra que, de forma binaria, la spinor kernel es el cuarto de los poderes en la forma del grupo de clase. Al final he puesto una lista de hasta 2000 de la relevancia de los números primos; 5 y 19 no existen, este es un programa simple que sólo cuenta distintas raíces mod p.

Su forma discriminante es $-95,$ positivo formas binarias.

Las formas en que el género principal que no son de cuarta poderes están a la par de los "opuestos" $\langle 4,1,6 \rangle$ $\langle 4,-1,6 \rangle.$ Estos representan el mismo de los números primos, por lo que su polinomio se divide como en dos irreductible cuadráticas. Agregado: si usted prefiere, usted puede usar $\langle 9,4,11 \rangle,$ o $9x^2 + 4xy + 11 y^2,$, que representa un subconjunto de los números iguales, exactamente la misma de los números impares, y los mismos números primos. Vamos a ver: si bien es necesario para permitir a $xy$ positivos y negativos en la búsqueda de los valores de $9x^2 + 4xy + 11 y^2,$ todavía podemos obtener límites en $|x|,|y|$ desde $9x^2 + 4xy + 11 y^2 \geq \frac{95}{11} x^2$ $9x^2 + 4xy + 11 y^2 \geq \frac{95}{9} y^2.$ Los primeros dichos de los números primos son

     11,     61,    101,    139,    149,    229,    271,    311,    359,    479,
    499,    541,    571,    619,    631,    691,    701,    719,    761,    769,
    881,   1031,   1049,   1061,   1069,   1259,   1279,   1301,   1489,   1499,
   1669,   1721,   1759,   1811,   1831,   1871,   1949,   1999,   2069,   2099,
   2221,   2239,   2251,   2381,   2441,   2531,   2671,   2851,   2969,   2999,
   3049,   3079,   3089,   3121,   3209,   3331,   3361,   3389,   3659,   3691,
   3779,   3881,   3911,   4001,   4051,   4111,   4159,   4229,   4241,   4339,
   4409,   4481,   4561,   4621,   4721,   4729,   4751,   4759,   4871,   5021,
   5039,   5051,   5059,   5099,   5261,   5419,   5441,   5519,   5591,   5641,
   5659,   5669,   5701,   5711,   5801,   5839,   5849,   5869,   5939,   6011,
   6029,   6199,   6271,   6389,   6469,   6571,   6581,   6599,   6619,   6689,
   6781,   6841,   6961,   6971,   7079,   7129,   7229,   7321,   7331,   7351,
   7459,   7549,   7639,   7649,   7829,   7901,   8101,   8111,   8209,   8219,
   8231,   8269,   8291,   8329,   8369,   8521,   8669,   8689,   8741,   8941,
   8969,   9041,   9049,   9091,   9181,   9221,   9239,   9371,   9391,   9421,
   9479,   9511,   9619,   9649,   9791,   9829,   9859,  10039,  10079,  10151,
  10271,  10391,  10531,  10651,  10789,  10891,  10979,

La forma principal es $\langle 1,1,24 \rangle.$ Con estos números primos, su polinomio se divide como cuatro distintos factores lineales. Agregado: si usted prefiere, usted puede usar $\langle 1,0,95 \rangle,$ o $x^2 + 95 y^2,$, que representa un subconjunto de los números iguales, exactamente la misma de los números impares, y los mismos números primos.

    131,    239,    389,    419,    461,    821,    859,    919,   1051,   1109,
   1531,   1601,   1879,   1901,   2011,   2399,   2411,   2609,   2699,   2791,
   2971,   3011,   3041,   3469,   3541,   3559,   3671,   3709,   4139,   4219,
   4261,   4349,   4451,   4679,   4691,   4789,   4799,   4951,   5101,   5231,
   5279,   5479,   5821,   6089,   6229,   6521,   6959,   7151,   7559,   7699,
   7759,   7949,   7951,   8081,   8179,   8461,   8599,   8681,   8719,   9011,
   9029,   9311,   9319,   9349,   9431,   9631,   9661,   9811,   9839,   9941,
  10169,  10181,  10399,  10459,  10499,  10589,  10739,  10831,  11059,  11321,
  11701,  12071,  12101,  12641,  12791,  12829,  13171,  13259,  13399,  13469,
  13649,  13681,  13729,  13799,  13841,  14029,  14411,  14419,  14779,  14869,
  15091,  15361,  15439,  15739,  15881,  15889,  15971,  16061,  16091,  16189,
  16231,  16319,  16631,  16649,  17021,  17239,  17299,  17351,  17401,  17519,
  17579,  17581,  18061,  18149,  18169,  18251,  18401,  18701,  19009,  19139,
  19301,  19609,  19709,  20261,  20411,

El otro cuarto poder es $\langle 5,5,6 \rangle.$ Esto representa $5$ $19,$ para que el polinomio tiene repita raíces. Otro de los números primos representado también dividir el polinomio en distintas lineal de factores. Agregado: si usted prefiere, usted puede usar $\langle 5,0,19 \rangle,$ o $5x^2 + 19 y^2,$, que representa un subconjunto de los números iguales, exactamente la misma de los números impares, y los mismos números primos.

      5,     19,    191,    199,    251,    349,    491,    709,    739,    809,
    929,   1151,   1201,   1289,   1429,   1451,   1559,   1619,   1621,   2039,
   2129,   2281,   2341,   2551,   2591,   2741,   2819,   2861,   3019,   3329,
   3391,   3539,   3581,   3769,   3919,   3931,   4091,   4129,   4519,   4831,
   4861,   4889,   4909,   4919,   5179,   5381,   5431,   5521,   5749,   5861,
   6091,   6211,   6659,   6661,   6761,   7001,   7039,   7069,   7369,   7411,
   7529,   7541,   7681,   8171,   8699,   8779,   8821,   8839,   8861,   9241,
   9281,   9539,   9601,   9739,   9851,   9929,  10321,  10429,  10771,  10799,
  10949,  11069,  11119,  11329,  11549,  11789,  11971,  11981,  12119,  12281,
  12451,  12671,  12689,  12841,  12889,  13001,  13249,  13309,  13339,  13499,
  13691,  13781,  13931,  14159,  14221,  14551,  14561,  14731,  14741,  14831,
  15131,  15149,  15401,  15511,  15679,  15749,  15809,  16699,  16729,  16879,
  17011,  17231,  17599,  17789,  17791,  18059,  18089,  18289,  18379,  18439,
  18541,  18859,  18959,  18979,  19289,  19391,  19501,  19861,  20071,  20149,
  20201,  20341,  20479,  20759,  20771,  20879,

Aquí está la forma del grupo de clase para discriminante $-95$

jagy@phobeusjunior:~/old drive/home/jagy/Cplusplus$ 
jagy@phobeusjunior:~/old drive/home/jagy/Cplusplus$ ./classGroup
Absolute value of discriminant? 
95
Discr  -95 = 5 * 19  class  number  8

 all  
      95:  < 1, 1, 24>    Square        95:  < 1, 1, 24>
      95:  < 2, -1, 12>    Square        95:  < 4, -1, 6>
      95:  < 2, 1, 12>    Square        95:  < 4, 1, 6>
      95:  < 3, -1, 8>    Square        95:  < 4, -1, 6>
      95:  < 3, 1, 8>    Square        95:  < 4, 1, 6>
      95:  < 4, -1, 6>    Square        95:  < 5, 5, 6>
      95:  < 4, 1, 6>    Square        95:  < 5, 5, 6>
      95:  < 5, 5, 6>    Square        95:  < 1, 1, 24>

 squares  
      95:  < 1, 1, 24>
      95:  < 4, -1, 6>
      95:  < 4, 1, 6>
      95:  < 5, 5, 6>

 fourths  
      95:  < 1, 1, 24>
      95:  < 5, 5, 6>


Discriminant        -95     h :    8     Squares :    4     Fourths :    2
jagy@phobeusjunior:~/old drive/home/jagy/Cplusplus$ 

=====================================

Estos son los primeros números primos (NO $5,19$ porque se han repetido las raíces) para que el polinomio tiene cuatro distintas raíces.

jagy@phobeusjunior:~$  ./count_roots   
131  count   1
191  count   2
199  count   3
239  count   4
251  count   5
349  count   6
389  count   7
419  count   8
461  count   9
491  count   10
709  count   11
739  count   12
809  count   13
821  count   14
859  count   15
919  count   16
929  count   17
1051  count   18
1109  count   19
1151  count   20
1201  count   21
1289  count   22
1429  count   23
1451  count   24
1531  count   25
1559  count   26
1601  count   27
1619  count   28
1621  count   29
1879  count   30
1901  count   31
2011  count   32

Tenga en cuenta que la versión del polinomio utilizado en el campo sitio web es algo como $ -x^4 \cdot f\left(\frac{-1}{x}\right)$

enter image description here

Añadido el lunes almuerzo: tal vez un poco más de atractivo a decir los números primos dando cuatro lineal factores están representados por las dos formas $$ x^2 + 95 y^2 \; , \; \; \; 5 x^2 + 19 y^2 \; , $$ mientras que los números primos que dar dos irreductible cuadrática están representados por $$ 9 x^2 \pm 4xy + 11 y^2 $$

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